Metaal Lasersnijden – Hoe werkt het en welke methode gebruik je?

Het lasersnijden van metaal maakt het mogelijk om met hele hoge precisie verschillende metalen, zoals RVS, staal en aluminium op maat te snijden.

In dit artikel leggen we uit hoe lasersnijden metaal precies werkt en wat de voordelen en toepassingen zijn.

Wat is het lasersnijden van metaal?

Het lasersnijden van metaal is een precisietechniek waarbij een krachtige laserstraal wordt gebruikt om metaal te snijden of te graveren. Deze methode is zeer efficiënt en nauwkeurig en wordt vaak gebruikt in verschillende industriële toepassingen.

Met de zeer geconcentreerde energiebron van de laserstraal worden micro-joint verbindingen gemaakt. Hiermee kunnen zeer kleine en complexe bewegingen worden gemaakt met hoge precisie.

Hoe werkt het?

Lasersnijden werkt door het gebruik van een krachtige en gefocuste laserstraal die materialen kan smelten, verbranden of laten verdampen.

De laserbron genereert de laserstraal. In de laserbron wordt energie gebruikt om een lasermedium te stimuleren. Dit veroorzaakt de emissie van fotonen.

De lichtstraal wordt krachtiger en geconcentreerder door een optische resonator. Deze geconcentreerde laserstraal wordt door een reeks spiegels en lenzen geleid om de straal nauwkeurig naar het snijpunt te sturen.

De hoge energieconcentratie raakt een klein gebied van het materiaaloppervlak. Het materiaal smelt, verbrandt of verdampt op het punt waar de laserstraal is gericht. Er wordt gas gebruikt om het gesmolten materiaal weg te blazen en de snede schoon te houden.

In essentie maakt lasersnijden dus gebruik van een geconcentreerde lichtstraal met zeer hoge energie om materialen met grote precisie en snelheid te snijden, zonder fysiek contact met het materiaal.

Welke metaalsoorten kun je lasersnijden?

Lasersnijden is een veelzijdige techniek die kan worden toegepast op diverse metaalsoorten, zoals:

• Aluminium
• Staal
• RVS
• Messing
• Cortenstaal
• Sendzimir
• Koper
• Titaan

Elk metaal heeft unieke eigenschappen en kan hierdoor vragen om een specifieke vorm van lasersnijden.

Lasersnijders kunnen voornamelijk plaatmateriaal snijden. De maximale plaatdikte hangt af van de laser en van het materiaal. Met een speciaal opzetstuk kunnen echter ook ronde of rechthoekige buizen gesneden worden.

RVS lasersnijden

Bij het snijden van roestvrij staal (RVS) wordt gebruik gemaakt van stikstof in plaats van zuurstof. Het is echter essentieel dat het snijbed volledig vrij is van staalresten die niet roestvrij zijn.

Lasersnijden gebruikt hitte om metaal te snijden, en door deze hitte kunnen achtergebleven metaalresten van eerdere bewerkingen weer opwarmen en vastsmelten aan de RVS-plaat. Dit kan leiden tot kleine roestplekken, wat op lange termijn schadelijk kan zijn voor de plaat.

Bij Ferna worden RVS- en staalproject gescheiden in verschillende hallen om kwaliteit te garanderen.

Lasersnijden metaal op verschillende manieren

Het lasersnijden van metaal kan op verschillende manieren worden uitgevoerd, afhankelijk van het type laser en de gebruikte gassen. Elke methode heeft zijn eigen specifieke toepassingen en voordelen. Afhankelijk van het materiaal dat gesneden moet worden wordt de juiste methode gekozen.

Plasma lasersnijden

Plasmasnijden is strikt genomen geen lasersnijder. Er wordt namelijk gebruik gemaakt van een straal van geïoniseerd gas (plasma) om door metaal te snijden. De plasmaboog wordt gegenereerd door een elektrische stroom door een gas te geleiden.

Deze techniek om metaal te snijden is zeer geschikt voor dikke metalen platen. Het snijden gaat heel snel, is robuust en kosteneffectief voor zware industriële toepassingen.

De capaciteit van onze waterstraal plasmasnijder is 4000 x 2000 mm met een maximale snijdiepte van 200 mm. De maximale snijdiepte hangt echter af van het materiaal:

• Staal: t/m 200 mm
• RVS: t/m 200 mm
• Aluminium: t/m 120 mm
• Glas: t/m 100 mm
• Pvc: t/m 150 mm

Naast onze waterstraal plasmasnijder hebben we ook een snijder met alleen een waterstraal. Deze heeft een grotere capaciteit van 6000 x 3000mm. De maximale snijdiepte is hetzelfde als voor de waterstraal plasmasnijder.

CO2 lasersnijden

Een CO2-laser gebruikt een gasmengsel (meestal kooldioxide, stikstof en helium) als lasermedium. De laserstraal wordt gegenereerd door elektrische ontladingen uit het gasmengsel.

Deze laser is ideaal voor het snijden van dunne platen van zowel metalen als niet-metalen (hout en kunststof). CO2 lasersnijden gaat snel en heeft een hoge snijkwaliteit.

Lasersnijden metaal met andere gassen

• Zuurstof. Hierbij wordt zuurstof als snijgas gebruikt. De zuurstof reageert exotherm met het gesmolten metaal, wat extra warmte genereert en het snijproces versnelt. Dit is vooral nuttig voor het snijden van dun plaatmateriaal van ferrometalen. De maximale plaatdikte voor het snijden met zuurstof met een standaard lasersnijder is ongeveer 3 tot 5 mm. Echter, met voldoende vermogen kunnen diktes tot 20 mm worden gesneden.
• Stikstof. Stikstof wordt vaak gebruikt als snijgas bij het snijden van roestvrij staal en aluminium. Stikstof voorkomt oxidatie tijdens het snijden, waardoor schone, oxidevrije sneden ontstaan.
• Argon. Argon is nodig om titanium te snijden; het snijden met andere gassen maakt dit metaal poreus en broos.

Fiberlasers

Fiberlasers maken gebruik van een optische vezel die is gedoteerd met zeldzame aardmetalen (zoals ytterbium). De laserstraal wordt door de vezel geleid en gefocusseerd met hele hoge precisie.

Fiberlasers leveren hele geconcentreerde energie, waardoor deze lasers efficiënt en snel door dunne tot middelgrote metalen platen heen snijden. Een fiberlaser heeft vrij lage onderhoudskosten en de laserbron heeft een lange levensduur.

Met onze fiberlaser kunnen we metalen platen van 3000 x 1500 mm verwerken. De maximale plaatdikte is afhankelijk van het materiaal:

• Staal: t/m 22 mm
• RVS: t/m 12 mm
• Aluminium: t/m 12 mm

Voordelen lasersnijden

Lasersnijden van metaal is een nieuwere technologie die graag wordt toegepast vanwege de vele voordelen die het biedt in vergelijking met traditionele snijmethoden.

1. Precisie. Lasersnijden biedt zeer nauwkeurige snedes met een hoge mate van detail, wat essentieel is voor complexe vormen en patronen.
2. Flexibiliteit. Het proces is geschikt voor verschillende soorten metaal en diktes zonder de noodzaak van gereedschapswisselingen.
3. Snelheid. Voor dunne metalen platen is lasersnijden vaak sneller dan traditionele snijmethoden.
4. Automatisering. Lasersnijmachines kunnen eenvoudig worden geïntegreerd in geautomatiseerde productielijnen voor hoge efficiëntie en herhaalbaarheid.
5. Kwaliteit. Lasersnijden geeft een schone snede die meestal glad zijn en vrij van bramen. Hierdoor is minder nabewerking nodig.
6. Weinig Materiaalverspilling. Lasersnijden produceert zeer smalle sneden (kerfbreedte), wat resulteert in minimaal materiaalverlies en efficiënter gebruik van het basismateriaal.
7. Geen vervorming. Omdat de laserstraal het metaal smelt of verdampt zonder fysiek contact, vervormt of beschadigt het materiaal vrijwel niet.
8. Eenvoudige Integratie met CAD/CAM. Lasersnijmachines kunnen direct werken met CAD (Computer-Aided Design) en CAM (Computer-Aided Manufacturing) software. Hierdoor kunnen ontwerpen snel en eenvoudig van de tekentafel naar productie worden gebracht.

Toepassingen van een lasersnijder

Door de precisie, snelheid en veelzijdigheid zijn de toepassingen van lasersnijden eindeloos. Het wordt dan ook in een groot aantal industrieën toegepast.

1. Auto-industrie. Productie van carrosserieonderdelen, snijden van componenten voor motoren en transmissies en fabricage van interne structurele onderdelen.
2. Lucht- en ruimtevaart. Snijden van lichtgewicht en sterk metaal voor vliegtuigonderdelen, fabricage van componenten voor raketten en satellieten en precisie-onderdelen voor turbines en andere kritieke systemen.
3. Medische apparatuur. Productie van chirurgische instrumenten, fabricage van implantaten en protheses en het snijden van onderdelen voor medische machines en apparatuur.
4. Elektronica. Snijden van behuizingen voor elektronische apparaten, fabricage van printplaten en precisie-onderdelen voor connectors en schakelingen.
5. Bouw en architectuur. Creatie van metalen gevels en decoratieve elementen, fabricage van structurele componenten zoals balken en kolommen en productie van trappen, leuningen en hekwerken.
6. Energie-industrie. Snijden van onderdelen voor windturbines en zonne-energie-installaties, fabricage van componenten voor olie- en gasinstallaties en productie van onderdelen voor energieopslag en distributiesystemen.
7. Machinebouw. Productie van precisie-onderdelen voor machines en gereedschappen, fabricage van tandwielen, assen en andere mechanische componenten en het snijden van frames en behuizingen voor industriële machines.
8. Consumentengoederen. Creatie van metalen onderdelen voor huishoudelijke apparaten, fabricage van sieraden en modeaccessoires en het snijden van decoratieve en functionele metalen producten voor dagelijks gebruik.
9. Kunst en design. Productie van sculpturen en kunstwerken, creatie van op maat gemaakte decoratieve elementen en fabricage van prototypes en modellen voor ontwerpers en kunstenaars.
10. Scheepsbouw. Snijden van platen en onderdelen voor scheepsrompen, fabricage van structurele elementen voor schepen en boten en productie van componenten voor maritieme installaties en apparatuur.

Metaal lasersnijden vanuit een ontwerp

Het lasersnijproces begint met een digitaal ontwerp. Dit ontwerp, meestal gemaakt met CAD-software, vormt de basis voor het snijproces en bepaalt de gewenste vormen en patronen.

Klanten kunnen vectorontwerpen indienen die voldoen aan specifieke ontwerpregels voor lasersnijden. Dit betekent dat we bij Ferna altijd digitale ontwerpen kunnen accepteren voor lasergesneden metalen producten.

CNC lasersnijden

CNC staat voor computer numerical control. Dit is een belangrijk onderdeel van het lasersnijproces vanuit een ontwerp. CNC-lasersnijders worden geprogrammeerd met digitale ontwerpen, meestal gecreëerd met CAD-software, die nauwkeurige instructies geven voor het snijproces.

De precisie van CNC-lasersnijmachines is te danken aan de controle over het vermogen en de intensiteit van de laserstraal. Dit zorgt voor sneden zonder braam. Bovendien definiëren de programmeerbare instructies, de richting, diepte en snelheid van de laserstraal, wat zorgt voor een nauwkeurige geleiding over het materiaal.

CNC-technologie biedt ook andere voordelen. Door gebruik te maken van hulpgassen, zoals stikstof of perslucht, kunnen CNC-lasersnijmachines onzuiverheden wegblazen en nette sneden achterlaten. Speciale software in combinatie met CNC-technologie helpt bij het optimaal indelen van de plaatbewerking en minimaliseert materiaalverlies.

Afwerking

Na het lasersnijden van metaal kan de afwerking van de gesneden randen variëren afhankelijk van factoren zoals het type metaal, de dikte ervan en de gewenste toepassing. Hier zijn enkele van de meest voorkomende afwerkingsmethoden na lasersnijden:

1. Ontbramen: Tijdens het lasersnijden kunnen bramen ontstaan langs de randen van het gesneden materiaal. Ontbramen is het proces waarbij deze bramen worden verwijderd om een gladde en schone rand te verkrijgen. Dit kan handmatig gebeuren met behulp van gereedschap of machinaal met behulp van speciale ontbraammachines.
2. Kanten breken. Kanten breken is een proces waarbij de scherpe randen van een gesneden metaal worden afgerond of afgeschuind. Dit wordt gedaan om de scherpe randen te verwijderen en de veiligheid te verbeteren. Of om de esthetische uitstraling van het gesneden onderdeel te verbeteren.
3. Slijpen of schuren: Voor een nog gladdere afwerking kunnen de gesneden randen worden geschuurd of geslepen om eventuele ruwheid te verwijderen. Dit zorgt voor een esthetisch aantrekkelijke en uniforme uitstraling van het gesneden onderdeel.
4. Polijsten: Bij toepassingen waar een hoogglansafwerking vereist is, kan het gesneden metaal worden gepolijst om een glad en reflecterend oppervlak te verkrijgen. Dit wordt vaak gebruikt voor decoratieve of architecturale toepassingen.
5. Coaten: Om de gesneden onderdelen te beschermen tegen corrosie of om ze esthetisch te verbeteren, kunnen ze worden gecoat met een verf, poedercoating of een andere beschermende afwerking. Dit biedt ook extra duurzaamheid en weerstand tegen omgevingsinvloeden.
6. Warmtebehandeling: In sommige gevallen kan warmtebehandeling worden toegepast om de mechanische eigenschappen van het gesneden metaal te verbeteren, zoals het verminderen van interne spanningen of het verbeteren van de hardheid.

De keuze voor een specifieke afwerkingsmethode hangt af van de vereisten van de toepassing, zoals esthetiek, functionaliteit en duurzaamheid.

Lasersnijden met Ferna

Bij Ferna zijn we gepassioneerd over het leveren van hoogwaardige metaalbewerkingsoplossingen die voldoen aan de meest veeleisende eisen. De geavanceerde lasersnijmachines worden bediend door ervaren vakmensen in onze Nederlandse productiehal. We kunnen zelfs de meest complexe ontwerpen met ongeëvenaarde precisie realiseren.

Naast lasersnijden bieden we ook een scala aan andere metaalbewerkingsdiensten, zoals buigen, lassen, frezen en draaien. Dit stelt ons in staat om een totaaloplossing te bieden voor complete metaalbewerkingsbehoeften, met alle expertise en technologieën onder één dak. Het gehele project, van het ontwerp tot de fabricage en de uiteindelijke afwerking, wordt bij ons inhouse uitgevoerd.

Neem contact met ons op om alle mogelijkheden voor het laten lasersnijden van staal, RVS en aluminium plaatwerk en ander metaal. Ook kunnen we het lasersnijden van buizen of onze andere metaalbewerkingsdiensten bespreken.

Veelgestelde Vragen

Welke metalen kan Ferna snijden met lasersnijden?

Bij Ferna kun je diverse metalen laten lasersnijden, waaronder RVS, staal en aluminium.

Welke lasersnijtechnieken gebruikt Ferna om metaal te snijden?

Bij Ferna gebruiken we verschillende CNC-gestuurde lasersnijtechnieken. De techniek die we toepassen is afhankelijk van het materiaal, de benodigde precisie en de afmetingen van de platen. Zo kan een fiberlaser staal, RVS en aluminium snijden en een plasmasnijder kan door alle metaalsoorten snijden.

Wat zijn de maximale plaatafmeting die Ferna kan verwerken?

Bij Ferna kunnen plaatdikten worden gesneden tot 200 mm voor staal en RVS, afhankelijk van de metaalsoort en de gebruikte machine.

• Met onze fiberglaslaser kunnen we plaat lasersnijden tot een maximale afmeting van 3000 x 1500mm.
• Met onze plasmasnijder kunnen we plaat lasersnijden tot een maximale afmeting van 4000 x 2000mm.
• Met de waterstraalsnijder kunnen we plaat lasersnijden tot een maximale afmeting van 6000 x 3000mm.